煤矿瓦斯抽采治理技术管理及应用
摘要
关键词
煤矿开采;煤矿瓦斯;瓦斯抽采治理技术;管理应用
正文
一、煤矿瓦斯抽采理念的发展
早期乡镇小煤矿开采时,煤层浅瓦斯含量低,通过通风排放基本能解决瓦斯治理问题,近年来煤矿开采深度不断增加,对矿井瓦斯治理提出更高要求和挑战,建立瓦斯抽采系统是矿井的必要条件,煤与瓦斯突出矿井还需安装使用井下移动瓦斯抽放泵站,对本煤层和邻近层进行抽采,提高防突措施效果,整体提升安全防范意识,提倡开展布置地面抽采钻孔进行矿区瓦斯抽采治理利用。
(一)坚持区域措施先行,局部措施补充原则
根据矿井生产管理实践经验,结合煤矿瓦斯防治工程技术,在实践中基本以瓦斯涌出量作为主要依据,对矿井绝对瓦斯涌出量大于或等于40m3/min的矿井作为开展瓦斯抽采的必要条件,开展区域抽采治理先行和邻近层及本煤层局部抽采治理补充措施的原则,达到抽掘采平衡及综合治理效果,实现对煤矿瓦斯的全面治理。
(二)先抽后采
矿井在编制生产发展规划和年度生产计划时,同时编制瓦斯抽采达标规划和年度实施计划,做到先抽后采、先治后采、抽掘采平衡,同时每月收集整理一次瓦斯抽采治理成果,并绘制成果图,才能进行瓦斯抽采达标评判,以更好地进行煤矿瓦斯抽采治理。在先抽后采瓦斯治理技术的基础上,开展瓦斯灾害治理工作,使瓦斯灾害治理工作和安全管理质量得到提升,实现煤矿开采区域性治理和局部性治理并重原则,促进煤矿开采过程中灾害治理技术管理的整体提升。
(三)抽采达标
在煤矿瓦斯抽采治理工作中,抽采达标是对抽采效果的一种检验。要取得高质量的抽采效果,一是必须保证高负压抽放系统的可靠运行,二是抽放钻孔必须保证施工质量,抽采钻孔个数、深度、方位角等必须达到抽采设计要求,三是建立钻场抽放,确保整体抽放系统可靠运行。根据抽采效果和抽采的基本条件,对抽采达标进行评判,由煤矿总工程师或主要负责人签字,通过评判达不到要求的不得进行采掘作业。煤矿开采条件复杂多样,每个煤矿地质情况不一,要积极通过实际应用和考察不同抽采方式及封孔技术等,在不同参数条件下找规律,得出符合自己的抽采参数、抽采时间和抽采效果之间的关系,再确定合理的抽采方式,结合抽采工程施工周期,安排井下抽采、掘进、回采三者的接替关系。在确保煤矿瓦斯抽采治理效果后,整个抽采系统的管理和持续抽放运行也很重要,抽放钻场每班必须更新运行效果记录,抽采达标技术档案及时更新。
二、煤矿瓦斯抽采治理技术的应用价值
近年来,国家在安全风险管控和危险源排查治理工作中对瓦斯治理提出更高要求,提出“零超限”管理目标和瓦斯超限就是事故的管理理念,为了适应新时期能源安全管理需求,强化矿井灾害治理,谈瓦斯治理必须谈瓦斯抽采,通过分析各类煤矿瓦斯治理技术的实践,“先抽后采”技术对煤矿安全生产具有重要作用,“先抽后采”可以解决通风方式排瓦斯解决不了的问题,可以有效降低瓦斯浓度,防止在煤炭生产采掘过程瓦斯超限的问题。相关调查显示,在所有发生的煤矿安全事故中,造成煤矿生产人员严重伤亡的大多数是瓦斯事故,存在较大的安全隐患。“先抽后采”技术应用,不仅可以有效化解矿井生产安全风险,创造良好安全生产作业环境,还可以对抽排的瓦斯进行合理利用,地面打孔区域抽采高浓度瓦斯可以装罐作为燃料利用,井下抽采的瓦斯可以直接供瓦斯发电机组,进行发电利用等,当然随着新技术的不断应用和发展,将来还有更高的利用价值。
三、煤矿瓦斯抽采治理技术应用和管理策略
瓦斯抽采是在实践经验的基础上应用的一项重要瓦斯治理技术,对煤矿灾害治理和安全管理具有重要意义。推进煤矿瓦斯抽采利用管理,不断完善瓦斯治理措施和安全管理体系。
(一)瓦斯抽采治理技术应用
瓦斯抽采治理对突出煤层、新揭露煤层、井筒揭煤、石门揭煤等环节显得更为重要。
根据瓦斯涌出不同特点,采用分源综合抽采治理方式,对突出危险性煤层的抽采,通过瓦斯压力测定、瓦斯含量参数测定,煤的破坏类型、瓦斯放散初速度和坚固性系数等“四项指标”参数测定超标,或突出预测敏感性指标超标判断为突出煤层的, 瓦斯抽采治理便是核心工作,不但要通过严格的技术设计及管理,还必须配备专业管理团队、专业施工队伍、专门瓦斯抽采设备,建立大功率高负压抽采系统,施钻必须接入防喷孔装置等安全措施。坚持地面与井下抽采相结合、邻近层与本煤层抽采相结合、采空区与高位抽放相结合,利用一切可能的空间和条件充分抽采瓦斯,采掘作业前必须满足抽采达标和突出危险性预测值达标,经判定和预测不达标的必须重新打孔抽采。对邻近煤层的瓦斯抽采,采用上行孔(高位)或下行孔(低位)抽采。对回采工作面采用密集浅孔卸压抽放。抽放管路连接采用不同负压和流量管路措施。必要时,建设专用瓦斯抽放巷配合采空区埋管抽放。掘进工作面钻孔施工。分为探放钻孔(或地质孔)、抽放钻孔(布置钻场)、防突措施效果检验钻孔(措施孔)。深度不小于80m(根据抽采设计可变化),孔径89-94mm钻孔探明地质构造并作为抽采孔快速封孔预抽瓦斯,抽采孔控制巷道两帮轮廓线外各15m处,施工时预留措施孔超前距不小于20m,措施孔控制巷道前方8-10m,控制巷道两帮轮廓线2-4m。
(二)瓦斯抽采治理管理策略
1.严格技术措施标准,强化现场管理到位
在开展瓦斯抽采治理工作中,抓好落实是关键。一是应构建健全完善的防治系统,实行合理的瓦斯灾害防治措施,严格依据相关规范进行抽放工作,降低生产风险,实现煤矿安全生产。二是应积极推广新型抽放设备,利用新兴技术提高抽放工作效率,在确保工作质量的基础上促进开采设备和资源利用率的优化和提升。三是优化完善矿井安全监控系统,对矿井安全监控系统升级改造和保障联网监测,实施掌握作业现场瓦斯治理及安全生产管理动态。四是严格落实现场管理责任,采掘进工作面超前抽采钻孔和措施钻孔应标记挂牌上锁管理,标明开始打钻和预测预报的地点,做到随时准确掌握超前抽采距离范围和抽采效果检验有效距离。最后煤矿企业应突出工作重点,做好矿井瓦斯等级检定工作,进行分类管理,在进行煤矿开采时,根据分类选择合适的治理技术,从而实现煤矿瓦斯治理的最佳效果。
2.增强生产企业的安全意识,加大安全生产的投入
对于煤矿企业而言,在开展煤矿开采工作时,应将安全生产作为首要任务,树立“安全第一”的生产意识,重视煤矿瓦斯治理工作,有效防范安全风险。煤矿生产企业在安全生产精神的指导下,应重视对员工安全生产意识的培养,定期开展安全生产宣讲活动和教育培训,提升员工的安全生产意识和专业水平。除此之外,煤矿生产企业还应不断加大对安全生产的投入,从而做好煤矿安全生产工作,结合对煤矿瓦斯抽放工作和监测工作的实际进展,不断优化煤矿安全生产系统,促进煤矿生产设施质量的提升,为煤矿瓦斯治理效果的提升创造良好条件,有利于煤矿企业的健康发展。
3.建立健全事故应急救援预案
从煤矿生产企业的角度来看,在应用煤矿瓦斯治理技术时,应建立健全的事故应急救援预案。在煤矿生产过程中,保障措施是关键,防范措施也很重要。应进行全面安全防范措施,制定妥善的事故应急救援方案,促进煤矿生产企业对安全事故的应对能力。同时,配合好国家监察机构和能源行业监管部门监察检查工作,监督瓦斯抽采治理等存在的风险隐患,积极加强重大灾害治理工作,确保煤炭生产要求安全发展。
结语
进入新时代后,随着社会经济的发展,提高了工业的生产水平,导致社会经济发展对煤矿资源的需求增大。在煤矿生产过程中,实行煤矿瓦斯抽采治理技术具有重要作用,一方面可以降低安全风险,实现安全生产;另一方面可以促进煤矿企业经济效益的提升。因此,为促进煤矿企业的安全发展,应重视瓦斯治理技术的应用,促进瓦斯治理效果的提升。
参考文献
[1]冯浩.煤矿瓦斯治理先抽后采技术的应用策略[J].能源与节能,2023(10):123-125
[2]霍海峰.顶板高位大直径定向钻孔抽采瓦斯治理技术应用研究[J].山西冶金,2023,46(4):211-212
[3]马志国.浅谈我国煤矿瓦斯抽采技术的发展策略[J].当代化工研究,2023(12):128-130
[4]国家安全监督管理总局、国家煤矿安全监察局《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》(安监总煤装〔2011〕163号)
[5]中华人民共和国应急管理部、国家矿山安全监察局《煤矿安全规程》(应急管理出版社,2022年1月第1版)
...